DE1905966A1 - Verfahren zur groben Temperaturmessung bei metallischen Werkstoffen - Google Patents

Verfahren zur groben Temperaturmessung bei metallischen Werkstoffen

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DE1905966A1
DE1905966A1 DE19691905966 DE1905966A DE1905966A1 DE 1905966 A1 DE1905966 A1 DE 1905966A1 DE 19691905966 DE19691905966 DE 19691905966 DE 1905966 A DE1905966 A DE 1905966A DE 1905966 A1 DE1905966 A1 DE 1905966A1
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temperature
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Guido Drechsler
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/36Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using magnetic elements, e.g. magnets, coils

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Description

  • Verfahren zur groben Temperaturmessung bei metallischen ;iierkstoffen Temperaturen im Bereich von ca. 300°I - ca. 1800°1 wurden bisher bei Metallen vorwiegend mit Hilfe zweier Verfahren gemessen. Das erste, schon lange bekannte Verfahren, stellt die Messung mit Hilfe von Kontaktthermometern dar, wobei also ein mechanischer Kontakt zwischen dem zu messenden Material und dem Meßinstrument erfolgt. In diese Reihe gehören die Quecksilberthermometer, die Bimetallstreifen, die Thermoelemente, Halbleiter usw. Mit Hilfe von Thermoelementen ist es ohne weiteres möglich Temperaturen von ca. 3500't - 18000 zu messen. Bei Temperaturen, die höher sind als 950°K werden normale adenpyrometer eingesetzt, also ;*trahlungsmeBverfahren, die mit Hilfe geeigneter otoelemente auch bei niedrigeren Temperaturen eingesetzt werden können.
  • rillen bekannten Verfahren haftet ein eigentümlicher Mangel an, nämlich der, daß das zu untersuchende Werkstück entweder mechanisch kontaktiert werden muß, oder zumindest optisch zugänglich ist. In geschlossenen Räumen, wie z0B.
  • Rollgängen, Öfen und dergleichen, oder in Pressen lassen sich während der Verformung von Metallen die Temperaturen derselben gar nicht oder nur sehr schwer messen.
  • Jí.a insDesondere bei bewegten oder schwer zugänglichen Aetallteilen eine überschlägige Temperaturbestimmung durchrühren zu sonnen, wird erfindungsgemäß mit Hilfe einer, von einem Wechselstrom durchflossenen Spule, ein Magnetfeld erzeugt, welches in dem zu untersuchenden Werkstück Wirbelströme hervorruft, die ihrerseits das angelegte Magnetfeld schwächen und somit die Spulencharakteristica verändern. Die in einem zu untersuchenden Metall entsehenden Wirbelströme haben zwangsweise eine Wirkung auf die Höhe des entstehenden Magnetfeldes, sodaß erfindungsgemäß aus der gemessenen Leitfähigkeit des Werkstoffes auf die Temperatur geschlossen wird. Leitfähigkeitsmesser nach diesem Verfahren sind schon seit vielen Jahren bekannt, wobei jedoch darauf hingewiesen werden muß, daß die üblichen Leitfähigkeitsmesser mit Hilfe von Wirbelströmen eben nur die Leitfähigkeit und nicht die Temperatur zu bestimmen gestatten. Nun ist bekannt, daß die verschiedensten Metalle sehr unterschiedliche Leitfähigkeiten aufweisen, und zwar hängt die Leitfähigkeit eines Metalles vorwiegend von seinen Legierungsbestandteilen ab, Die :E'rogression des spezifischen Widerstandes ist bei wachsender Temperatur nicht gleich, cias bedeutet, daß die Leitfähigkeitsänderung für ein bestimmtes Temperaturintervall bei den verschiedenen Metallen verschieden ist.
  • J?ür vorwiegend reine- Metalle, -wie beispielsweise Silber, Kupfer, Aluminium und reines Eisen ist ein zum Teil linearer Gang zwischen Temperaturanstieg und Widerstandszunahme festzustellen. Es zeigt sich ferner, daß die Neigung der Kurve des Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes über der Temperatur nicht bei allen Metallen gleich ist, vielmehr ist die Angabe des Temperaturkoeffizienten ja gerade ein Maß für die Neigung der Kurve t = f (T). Brfindungsgemäß wird die Tatsache ausgenützt, daß die einem bestimmten Metall zugeordneten Leitfähigeitsänderungen über der Temperatur auch noch bei geringen Beimengungen anderer Legierungsbestandteile Gültigkeit haben. Das bedeutet also, daß z.B. Kupfer, Aluminium, Silber und dergleichen auch dann noch verhältnismäßig ätrnliche Kurven aufweisen, wenn die se Stoffe nicht in absolut reiner 2'orm vorkommen. Die weitgehende Konstanz des Temperaturbeiwertes über verhältnismäßig große Temperaturbereiche hinweg, erlaubt nun jedoch die Eichung einer Skala über einen bestimmten Temperaturbereich, z.B. in den Grenzen von 300°K - 1000°K.
  • Wird eine solche Skala für je ein Nichteisenmetall wie Kupfer, Aluminium und dergleichen angelegt, so besitzt diese Skala auch naii inXgewissem Umfang noch Gültigkeit, wenn durch Legierungsbeimengungen die Leitfähigkeit vermindert würde, also der spezifische Widerstand steigt. Erfindungsgemäß wird vorgesehen, daß die Änderung der- Spulendaten in der Scheinwiderstandsebene dann - wenn die Spule mit einem zu untersuchenden Werkstück gekoppelt wird -nachgemessen wird, wobei aus der Veränderung der Spulendaten und der hieraus abgeleiteten Größen auf die Veränderung der Leitfähigkeit und somit für einen bestimmten Bereich auf die Änderung der Temperatur geschlossen wird.
  • Bei vorgegebenen Kurvenformen, die einmal von Reinstmetallen ermittelt wurden, kann für verschiedene Metalle eine Spe -zialskala hergeleitet werden, welche weitgehend Gültigkeit für dieselben Metalle mit geringen Verunreinigungen hat.
  • Die Rückwirkung eines Nichteisennietalles auf eine, von Wechselstrom durchflossene Spule, hängt ausschließlich von der Geometrie des Metalles, der Spule, dem opplungsfaktor und der Leitfähigkeit ab. Bei Eisennmetallen wird die Rückwirkung komplex, da auch die effektive Permeabilität ueff), welche häufig mit der relativen Permeabilität urel) vergleichbar ist, in die Messung eingeht.
  • Dennoch funktioniert das angegebene Verfähren in gleicher Weise auch bei Eisen, wenn berücksichtigt wird, dß die magnetische Permeabilität des Eisens bei Erreichung des Curie-Punktes, völlig verschwindet. Bis zum Curie-Punkt-oder wenige Grade darunter - sowie wenige Grade jenseits des Curie-Puntes, ist das Verfahren in gleicher Weise wie bei Metallen anwendbar, vorausgesetzt die rermeabilität ist bekannt. Für den allgemeinen Fall wird erfindungsgemäß vorgesehen, daß die, das Magnetfeld erregende Spule entweder so ausgebildet ist, daß das zu untersuchende Material hindurchläuft (Durchlaufspule), oder daß eine Spule auf das Material aufgesetzt werden kann.
  • In beiden Fällen ist eine Wasserkühlung erforderlich.
  • Nachfolgend sei an Hand eines einfachen Beispieles die Erfindung häher erläutert, ohne dabei die Zahl der möglichen Ausführungen einzugrenzen. (Figur 1) Mit 1 ist ein Oszillator bezeichnet, dessen Frequenz variiert werden kann. Mit 2 ist eine, ein Magnetfeld erregende Spule bezeichnet, mit 3 eine mit der Spule 2 gekoppelte Sekundärwicklung, mit 4 ein zu untersuchendes Werkstück, mit 5 e in ein Wechselspannungsverstärker, mit 6 ein Gleichrichter, mit 7 eine Brückenanordnung zur Kompensation der von 6 gewonnenen Gleichspannung, mit 8 ein weiterer Verstärker, mit 9 ein Null-Indikator, mit 10, die für die ganze Anordnung und für die Kompensationsspannung benutzte Stromversorgungsanlage.
  • Der Oszillator 1 erzeugt Wechselspannungen, welche in der Spule 2 einen Wechselstrom und somit ein Wechselfeld zur Folge haben. Das Wechselfeld induziert in der Sekundärspule 3 unmittelbar eine Wechselspannung, deren Höhe direkt von der Höhe des Wechselfeldes in der Sekundärspule und dessen Frequenz abhängt. Die Höhe des Wechselfeldes wird jedoch maßgeblich durch die im Werkstück 4 fließenden Wirbelströme beeinflußt, deren Dichte eine Funktion der Werkstoffleitfähigkeit ist. Bei sich ändernder Temperatur ändert sich unmittelbar die Höhe der Spannung an der Sekundärspule 3. Über den Verstärker 5 wird das Signal verstärkt und dem Gleichrichter 6 zugeleitet. In-einer Brückenanordnung wird das gleichgerichtete Signal gegen eine entgegengesetztgerichtete Gleichspannung kompensiert, sodaß - von einer bestimmten Temperatur ausgehend - nur noch die von den Temperaturunterschieden herrührende Spannungsdifferenz gemessen wird. Mit Hilfe des Verstärkers 8 erfolgt die zur Anzeige notwendige Verstärkung des relativ kleinen Signals, so daß mit dem Zeigerinstrument 9 entweder der Absolutwert oder aber der Differenzwert, bezogen auf eine einmal gewählte Temperatur angezeigt werden kann.

Claims (3)

Patentansprüche
1. Verfahren zur groben Bestimmung der Temperatur in -elektrisch leitenden Werkstoffen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß mit Hilfe eines Wechselstromes in einer Spule. magnetische Wechselfelder erzeugt werden, die ihrerseits Wirbelströme in dem zu untersuchenden Werkstoff hervorrufen, deren Dichte eine Punktion der gerade herrschenden Werkstofftemperatur ist, so daß aus der Rückwirkung über die Wirbelstromdichte in dem zu untersuchenden Werkstoff auf die Erregerspule Schlüsse auf die Werkstofftemperatur gezogen werden können.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Meßspule eine Sekundärwicklung besitzt, die eine Spannung abgibt, welche von der Temperatur des zu untersuchenden Werkstoffes abhängt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, d.a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß mit Hilfe elektrischer Kompensationsverfahren die in der Sekundärspule hervorgerufenen Spannungen bei einer bestimmten Temperaturkompenßiert werden, so daß von dieser Temperatur aus lediglich die Anzeige der Änderung der Temperatur erfolgt 4; Verfahren nach Anspruch 1-31 d-a:d u~r c h g e k e nnz e i c h n e t, daß neben der Kompensation der Spannung der Sekundär spule mit Hilfe entgegengesetzt gerichteter Wechselspannungen gleicher Frequenz die Daten die Spule der Spule in der Scheinwiderstandsbene erfaßtw.erden und somit eine Aussage über die Temperatur ermöglicht wird.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2801166A1 (de) * 1977-12-07 1979-06-13 Bbc Brown Boveri & Cie Verfahren zur bestimmung des temperaturprofils der oberflaeche eines bewegten koerpers mittels wirbelstroemen
DE4338200A1 (de) * 1993-11-09 1995-05-11 Efu Ges Fuer Ur Umformtechnik Verfahren zur Messung der Temperatur von metallischen Werkstücken oder ihres Feststoffanteils im teilerstarrten Zustand

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2801166A1 (de) * 1977-12-07 1979-06-13 Bbc Brown Boveri & Cie Verfahren zur bestimmung des temperaturprofils der oberflaeche eines bewegten koerpers mittels wirbelstroemen
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